手機電池緣何“炸炸炸”？隔膜材料變薄帶來安全隱患

上周，質(zhì)檢總局發(fā)布通告稱，某國外大品牌新發(fā)布的旗艦手機召回部分產(chǎn)品。據(jù)悉，本次召回范圍內(nèi)的電話機電池在陽極與陰極隔離膜局部變薄，并且絕緣膠帶未完全覆蓋極板涂層的情況下，出現(xiàn)短路現(xiàn)象，導(dǎo)致電池異常發(fā)熱，極端情況下可能發(fā)生燃燒，存在安全隱患。

電池隔膜為何會變薄？變薄后會導(dǎo)致哪些安全隱患？記者采訪了中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所的陳立桅研究員為您進行科學(xué)解讀。

電池隔膜變薄為什么會發(fā)生燃燒呢？

陳立桅介紹，手機電池使用的鋰離子電池，是通過鋰離子在正極與負(fù)極之間的來回運動而實現(xiàn)電池的充放電功能。在充電時，充電器的電流將正極中的鋰離子趕了出來，這些鋰離子經(jīng)過正極與負(fù)極之間的電解液“游”到負(fù)極中；而放電時，這些鋰離子又從負(fù)極中經(jīng)過電解液“游”回正極中，為手機工作提供了電能。在這個過程中，正極與負(fù)極一定不能直接接觸，否則就會發(fā)生短路，造成電池的異常發(fā)熱，甚至?xí)?dǎo)致起火爆炸等危險。

如何保證電池內(nèi)部的正極與負(fù)極互相不接觸并且之間還有充足的電解液給鋰離子來回“游動”呢？這就是通過鋰離子電池中的一個關(guān)鍵材料——隔膜來實現(xiàn)的。

那么，隔膜變薄是生產(chǎn)設(shè)計失誤還是另有隱情？

陳立桅推測，這可能是手機廠商為了提升電池的體積能量密度、延長手機電池續(xù)航能力，而采用了更薄的隔膜材料，但是由于對隔膜材料質(zhì)量控制不嚴(yán)或者工藝缺陷，導(dǎo)致隔膜局部變薄，不能有效隔離正極與負(fù)極，從而造成了電池的安全問題。

陳立桅表示，手機廠商非常關(guān)注電池的體積能量密度?！皫缀跛袕S商都在追求在有限的體積內(nèi)裝進更多的電能，以延長續(xù)航能力?！?/p>

但是，業(yè)內(nèi)共識，電池能量密度的提升需要一個長期的過程。陳立桅向記者解釋：“儲能行業(yè)和電子行業(yè)的發(fā)展規(guī)律有很大不同：后者是廣為人知的摩爾定律，集成電路芯片中可容納晶體管數(shù)目成指數(shù)增長，大約每18個月就能提高一倍；而電池性能的提升過程是臺階形的，在現(xiàn)有電池材料基礎(chǔ)上，能量密度每年能有2%—3%的提升已經(jīng)相當(dāng)不錯?！?因此，電子產(chǎn)品的性能提升與電池的能量密度提升之間存在一個剪刀差，并且隨著時間不斷擴大。

陳立桅坦言，目前手機電池的能量密度已經(jīng)逼近“極限”，廠商為了能在更小的體積內(nèi)提供更多的能量，只能想方設(shè)法擠壓輔助材料所占的空間，給電池“瘦身”。

可是，“瘦身”與“安全”在手機鋰電池上卻難以兼得。

“同樣一塊電池，如果隔離膜變薄，減少了這部分的體積，就能多裝一點點正極和負(fù)極材料，可以提升電池能量密度和手機的續(xù)航時間。但是，越薄的隔膜對工藝的要求越嚴(yán)格，稍微的質(zhì)量瑕疵或電池工藝失誤都有可能造成隔膜缺陷，進而導(dǎo)致電池的短路。”陳立桅道出了其中的風(fēng)險。

最后陳立桅呼吁，電池是一種含能器件，其安全性永遠(yuǎn)是首位的，因此在追求更高能量密度電池的同時，切不可忽略電池的安全。

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